鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗生理生化特性的影響

秦立金

（赤峰學院 生命科學學院，內蒙古 赤峰 024000）

鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗生理生化特性的影響

秦立金

（赤峰學院 生命科學學院，內蒙古 赤峰 024000）

本試驗選用內蒙古赤峰地區普遍種植的菜都五號櫻桃番茄品種為材料，在同一水平條件下測定它們在不同程度的鹽脅迫下生理生化指標的變化.結果表明：低鹽脅迫濃度能促進植株生長，高鹽脅迫濃度對植株生長有一定的抑制作用.櫻桃番茄幼苗葉片中的葉綠素含量與ck相比均顯著減少，脯氨酸含量、丙二醛含量及可溶性糖含量急劇增加，有利于減少鹽脅迫的傷害.本試驗篩選的臨界鹽脅迫濃度為0.06mol/L.

番茄；鹽脅迫；脯氨酸；可溶性糖；丙二醛

1 引言

番茄是茄科番茄屬一年生或多年生草本植物，除具有較高的營養價值外，莖、葉可作農藥等加以利用.因此番茄的應用前景十分廣闊.目前，番茄的種植面積在不斷擴大，據統計，我國鹽漬土面積為3470萬hm2[1].土壤鹽漬化是世界上許多干旱和半干旱地區農作物產量下降的主要原因.迄今為止，我國有80%左右的鹽漬土尚未得到開發利用，有著巨大的開發利用潛力[2].

由于全球淡水資源日趨緊缺，土壤鹽漬化加劇，使抗鹽育種成為各國關注的一個熱點.國內外應用組織培養和細胞培養技術篩選出了一些植物的耐鹽突變體[3].本試驗人工模擬鹽脅迫，通過對櫻桃番茄種子進行浸種，盆栽，測定其對櫻桃番茄幼苗生長和生理生化指標的影響，以期為以后選育櫻桃番茄耐鹽品種提供理論依據.

2 材料和方法

2.1 試驗材料

2.1.1 供試材料

菜都五號，為山東省壽光市金田種苗有限公司提供，該品種是一代雜交種，屬無限生長類型.中早熟品種，生長勢強，葉色翠綠，葉片薄.

2.1.2 試驗藥品

Na2SO4分析純，分別配成0.03mol/l、0.06mol/l、0.09mol/l、0.12mol/l的硫酸鈉溶液，以蒸餾水為對照.

2.2 試驗方法

試驗于2012年4～6月在赤峰生命科學學院花卉栽培實驗室與植物生理實驗室進行人工模擬鹽脅迫，4月13日20:00以上述5種不同濃度的硫酸鈉溶液浸種，4月14日催芽，4月18日用花盆進行盆栽.當番茄幼苗長至第2片真葉時，開始測量幼苗株高、最大葉面積等形態指標，以7d為周期，測量了5次，最后測定番茄幼苗各項生理指標.

采用EXCEL軟件處理試驗數據.

3 結果與分析

3.1 鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗形態指標的影響

3.1.1 對幼苗株高的影響

由圖1可知，幼苗株高隨脅迫濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，在脅迫濃度為0.06mol/L時株高達到最大值3.2cm，幼苗長勢最好.

圖1 鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗株高的影響

3.1.2 對幼苗最大葉面積的影響

由圖2可知，幼苗的最大葉面積隨脅迫濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，在脅迫濃度為0.06mol/L時幼苗的最大葉面積達到最大值1.33cm2，幼苗長勢最好.

圖2 鹽脅迫對櫻桃番茄最大葉面積的影響

3.2 鹽脅迫對櫻桃番茄幼苗生理生化指標的影響

3.2.1 對櫻桃番茄游離脯氨酸含量的影響

脯氨酸既可作為植物鹽脅迫下的一種保護物質，還可以用來鑒定植物耐鹽程度的大小[6].由圖3可知，番茄幼苗中脯氨酸含量隨脅迫濃度的增加呈先上升后下降的趨勢.在脅迫濃度為0.06mol/L時脯氨酸含量最多，這說明鹽脅迫下脯氨酸的增加幅度與植物的耐鹽性有一定的相關性，鹽脅迫濃度為0.06mol/L時其耐鹽性最強.

圖3 鹽脅迫對櫻桃番茄游離脯氨酸含量的影響

3.2.2 鹽脅迫對葉片丙二醛含量的影響

植物器官衰老或在逆境條件下，往往發生膜脂過氧化作用產生丙二醛[7].因此，通常利用它作為脂質過氧化指標，它的含量多少可以代表膜損傷程度的大小[8].由圖4可知，番茄幼苗中MDA含量隨鹽脅迫濃度的增大呈先上升后下降的趨勢.在脅迫濃度達到0.06mol/L時，番茄幼苗的MDA含量增至對照組的幾倍，這說明鹽脅迫濃度為0.06mol/L，番茄幼苗過氧化作用最強.

圖4 鹽脅迫對櫻桃番茄丙二醛（MDA）含量的影響

3.2.3 鹽脅迫對葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量的影響

葉綠素是綠色植物進行光合作用的主要色素，其含量的多少與植物的光合作用及其強度有密切的關系[9].由圖5可知，在不同濃度的鹽脅迫處理下，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量隨著鹽脅迫濃度的增加，都呈先上升后下降的趨勢.在脅迫濃度為0.06mol/L時，番茄幼苗的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量最多，這說明鹽脅迫濃度為0.06mol/L時光合作用最強適宜番茄幼苗的生長.

圖5 鹽脅迫對櫻桃番茄葉綠素含量的影響

3.2.4 鹽脅迫對番茄幼苗可溶性糖含量的影響

植物為了適應逆境環境，如鹽脅迫、干旱，會主動積累可溶性糖，降低滲透勢，以適應外界環境條件的變化[10].由圖6可知，番茄幼苗中可溶性糖含量隨鹽脅迫濃度的增加呈先上升后下降的趨勢，說明此番茄幼苗可通過可溶性糖含量進行滲透調節，在鹽脅迫濃度為0.06mol/L時對鹽環境的適應性最強.

表6

4 結論與討論

4.1 鹽脅迫對番茄幼苗形態指標的影響

植物的生長特征是植物在外部形態上對鹽脅迫的響應，生長受到抑制是鹽脅迫對植物傷害的一個重要表現，鹽脅迫導致植物產量降低的基本原因是由于植物生長過程中受到抑制.本試驗中，番茄幼苗的株高、最大葉面積隨鹽脅迫濃度的增加呈現先上升后下降的趨勢，鹽脅迫小于0.06mol/L時，二者呈增加的趨勢，而鹽脅迫大于0.06mol/L時，二者隨之下降.說明低濃度鹽脅迫下，促進了植物地上部分的生長，而高濃度鹽脅迫植株生長受到了一定的抑制作用.

4.2 鹽脅迫對番茄幼苗脯氨酸含量的影響

在一定的逆境條件下（鹽堿、旱、熱、冷、凍），植物體內脯氨酸的含量顯著增加.植物體內脯氨酸含量在一定程度上反應了植物的抗逆性，抗鹽性強的品種往往積累較多的脯氨酸，因此測定脯氨酸含量可以作為一項生理指標進行抗鹽育種的研究.此外，鑒于脯氨酸有極強的親水性，能夠穩定體內組織的代謝過程及原生質膠體，因而能降到冰點，對于細胞脫水具有一定的防止作用.處于低溫的條件時，組織細胞當中的脯氨酸含量增加，可以使植物的抗寒性提高，因此，可以作為一項生理指標進行抗寒育種研究.本試驗結果表明，隨著鹽濃度的增加，各處理的番茄幼苗脯氨酸含量先增加后減少.植物脯氨酸含量隨鹽脅迫強度的加劇先加強后降低，導致脯氨酸積累先增多后減少，這可能是由于磷酸脫氫酶活性下降，引起脯氨酸氧化分解減慢，脯氨酸積累增多，當鹽濃度達到一定程度后植物體內磷酸脫氫酶出現失活，脯氨酸積累減少.

4.3 鹽脅迫對葉片丙二醛含量的影響

植物器官的衰老或者在逆向環境下受到傷害，常常會有膜脂過氧化的發生，丙二醛（MDA）為膜脂過氧化作用的分解終產物，丙二醛的含量可以作為植物受到逆向環境傷害時的一項檢測指標.丙二醛從產生的膜上相應位置釋放出來后，既可以與核酸又可以與蛋白質反應，從而使其喪失生理功能，還可以使纖維分子之間的橋鍵出現松弛，或者使蛋白質的合成受到抑制.所以，丙二醛的積累可能對細胞和膜造成一定的傷害.本試驗結果表明，隨著鹽脅迫處理濃度的增加，脅迫處理的丙二醛含量先增加后減小.在鹽脅迫處理下細胞內產生大量自由基，積累的自由基首先傷害質膜系統，膜透性增大，引起質膜發生過氧化，產生丙二醛，使其含量增加.當鹽溶液達到一定濃度后，細胞失水失活，質膜系統受到破壞，從而使丙二醛的含量減少.

4.4 鹽脅迫對葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量的影響

葉綠素是綠色植物進行光合作用的主要色素，其含量的多少與植物的光合作用及其強度有密切的關系.本試驗結果表明，在不同濃度的鹽脅迫處理下，葉綠素含量隨鹽脅迫程度的增加先增加后減少.上升階段可能是由于鹽脅迫使葉綠素的合成受到刺激，葉綠素的生物合成加強，導致葉綠素的合成增多.后下降可能是由于鹽脅迫使葉綠素的片層結構遭到損傷，葉綠素的生物合成過程減弱，導致合成的葉綠素分解加快，從而表現出葉綠素含量下降.

4.5 鹽脅迫對番茄幼苗可溶性糖含量的影響

糖含量常作為植物體內的碳素營養狀況以及農產品的品質形狀的重要指標.為了適應逆境條件，植物也會主動的積累一些可溶性糖，降低植物的冰點和滲透勢，用來適應外界環境的變化.本試驗結果表明，隨著鹽脅迫濃度的增大，鹽脅迫所處理的植物可溶性糖的含量先增加后減少.在一定的鹽脅迫下，植物的細胞可以通過對可溶性糖含量的積累進行滲透調節，以達到阻止細胞膜的解離，提高細胞的保水能力，使細胞的結構穩定，防止細胞脫水.故可溶性糖的積累也被認為是鹽脅迫的一種適應和自我保護的反應.

綜上所述，低鹽脅迫濃度能促進櫻桃番茄植株的生長，而高脅迫鹽濃度對櫻桃番茄植株生長起到了抑制作用.本試驗篩選的臨界鹽脅迫濃度為0.06mol/L.

〔1〕王遵親.中國鹽漬土[M].北京：科學出版社，1993.

〔2〕謝承陶.鹽漬土改良原理與作物抗性[M].北京：中國農業科技出版社，1992.

〔3〕朱廣廉.植物生理實驗.1990.

〔4〕西北農業大學.植物生理實驗指導[M].西安：陜西科學技術出版社，1987.113-116.

〔5〕張志良.植物生理學實驗指導(第二版)[M].北京：高等教育出版，1990.257-258.

〔6〕李玲,等.植物生理學模塊實驗指導.北京：科學出版社，2009.86-87.

〔7〕李玲,等.植物生理學模塊實驗指導.北京：科學出版社，2009.80-82.

〔8〕劉愛華，王永飛，等.土壤水分脅迫對生菜幼苗部分生理指標的影響 [J].F西北農業學報，2010,19（6）：144-147.

〔9〕李玲,等,植物生理學模塊實驗指導.北京：科學出版社，2009.35.

〔10〕王進，歐毅，等.土壤水分脅迫對梨葉片生理生化指標的影響[J].西南農業學報，2008，21（1）：62-65.

S641.2

A

1673-260X（2014）01-0013-03